UFRGS 2013 — questão 17 de Física
Enunciado em texto
Nos diagramas abaixo, 0 representa um pequeno objeto luminoso que está colocado diante de um espelho plano P, perpendicular à página, ambos imersos no ar; I representa a imagem do objeto formada pelo espelho, e o olho representa a posição de quem observa a imagem.
Qual dos diagramas abaixo representa corretamente a posição da imagem e o traçado dos raios que chegam ao observador?
(A) [Diagrama: o objeto 0 à esquerda do espelho P (vertical) e o olho abaixo dele, também à esquerda; a imagem I à direita do espelho, mais abaixo que o objeto. Um raio sai de 0, atravessa o espelho e chega a I; de I, outro raio horizontal atravessa o espelho de volta e chega ao olho.]
(B) [Diagrama: o objeto 0 à esquerda do espelho e a imagem I à direita, à mesma altura e à mesma distância do espelho. Um raio sai de 0 horizontal, perpendicular ao espelho, e ao atingi-lo volta inclinado, para baixo e para a esquerda, até o olho.]
(C) [Diagrama: o objeto 0 à esquerda do espelho e a imagem I à direita, à mesma altura. Um raio sai de 0 horizontal, atravessa o espelho e chega a I; de I, outro raio atravessa o espelho de volta, inclinado para baixo, até o olho.]
(D) [Diagrama: o objeto 0 à esquerda do espelho e a imagem I à direita, à mesma altura e à mesma distância do espelho; o olho mais abaixo, à esquerda. Um raio sai de 0 inclinado para baixo, atinge o espelho e volta horizontal até o olho.]
(E) [Diagrama: o objeto 0 à esquerda do espelho e a imagem I à direita, à mesma altura e à mesma distância do espelho; o olho mais abaixo, à esquerda. Um raio sai de 0 inclinado para baixo, atinge o espelho e volta inclinado para baixo, até o olho, formando com o espelho o mesmo ângulo que o raio incidente; o raio refletido, prolongado para trás do espelho, passa por I.]
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2013, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o diagrama com a imagem no lugar certo e o raio refletido obedecendo à lei da reflexão.
Passo 1 — onde fica a imagem. No espelho plano, a imagem é simétrica ao objeto: mesma altura, mesma distância, do outro lado do espelho. É uma imagem virtual: a luz não vai até ela, só parece vir de lá.
Passo 2 — como a luz chega ao olho. O raio sai do objeto, bate no espelho e volta, com ângulo de reflexão igual ao de incidência. O raio refletido, prolongado para trás do espelho, passa pela imagem I. É por isso que o observador vê o objeto “em I”.
Passo 3 — conferir os diagramas. Só a (E) tem tudo certo: imagem simétrica, raio refletido com o mesmo ângulo do incidente, e prolongamento do refletido passando por I.
Por que não as outras: em (A) e (C) a luz atravessa o espelho até a imagem e volta — o espelho não deixa passar luz, e a imagem é virtual; em (A), além disso, I não é simétrica a 0. Em (B), o raio chega perpendicular ao espelho e deveria voltar sobre si mesmo, não descer até o olho. Em (D), o raio chega inclinado e sai horizontal: os ângulos de incidência e reflexão não são iguais.
⚠️ A armadilha: a (C), que desenha a imagem no lugar certo, mas faz a luz “ir até a imagem”. A imagem de um espelho plano é virtual: atrás do espelho só passam os prolongamentos dos raios, nunca a luz.
A ideia em uma frase: a imagem no espelho plano é simétrica e virtual: os raios refletem com ângulos iguais e só os prolongamentos deles se encontram na imagem.
Resposta: alternativa E.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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